基于數(shù)字先導(dǎo)控制的比例流量放大閥特性研究.pdf

1、數(shù)字液壓系統(tǒng)是相對(duì)于模擬液壓系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方向，因其可靠性高、魯棒性強(qiáng)、重復(fù)度好、抗污染能力強(qiáng)、與計(jì)算機(jī)接口方便、可實(shí)現(xiàn)無傳感器高精度控制等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注。數(shù)字液壓閥作為數(shù)字液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，由于控制流量小，且輸出不連續(xù)，應(yīng)用范圍受到限制。為解決該問題，本文提出以小流量數(shù)字閥為先導(dǎo)級(jí)，流量放大原理插裝閥為主級(jí)的兩級(jí)比例流量放大閥，實(shí)現(xiàn)了先導(dǎo)數(shù)字控制與流量連續(xù)輸出，同時(shí)可有效解決數(shù)字閥控制流量小的問題。
　　首先，對(duì)先

2、導(dǎo)數(shù)字閥-高速開關(guān)閥性能進(jìn)行了研究。建立了高速開關(guān)閥的動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)其驅(qū)動(dòng)特性進(jìn)行了理論分析；在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了以單片機(jī)為核心的單電源供電、雙電壓驅(qū)動(dòng)控制電路；針對(duì) HSV高速開關(guān)閥搭建性能試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)該閥動(dòng)靜態(tài)特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，并分析控制參數(shù)對(duì)性能的影響。最終得出結(jié)論：1、動(dòng)態(tài)特性：開啟階段，由于驅(qū)動(dòng)電壓較高，壓差對(duì)響應(yīng)時(shí)間影響不大；保持階段，由于驅(qū)動(dòng)電壓較低，閥的功耗明顯降低；關(guān)閉階段，由于保持階段驅(qū)動(dòng)電壓較低，減少了電磁鐵的剩磁，同

3、時(shí)，穩(wěn)壓管卸荷電路能使其快速卸荷，兩者的共同作用縮短了關(guān)閉延遲時(shí)間，但同時(shí)受壓差影響。2、靜態(tài)特性：隨著壓差增大、控制頻率減小，死區(qū)和飽和區(qū)逐漸減小，線性控制區(qū)域逐漸增大。
　　其次，對(duì)數(shù)字先導(dǎo)控制的比例流量放大閥進(jìn)行研究。建立了數(shù)字先導(dǎo)比例節(jié)流閥和調(diào)速閥數(shù)學(xué)模型，并在SimulationX中搭建仿真模型，分析了控制和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)靜態(tài)和波動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明：通過改變先導(dǎo)數(shù)字閥控制信號(hào)的占空比可實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)流閥和調(diào)速閥流量的比例控制，

4、但不同占空比時(shí)，主閥對(duì)先導(dǎo)流量的放大倍數(shù)不同，放大倍數(shù)隨占空比增大而增大；但是由于先導(dǎo)數(shù)字閥不斷開關(guān)帶來流量波動(dòng)，當(dāng)占空比為50％時(shí)，流量波動(dòng)達(dá)到最大，通過增加控制腔體積、提高控制信號(hào)頻率等可以減小流量波動(dòng)；對(duì)于調(diào)速閥，由于結(jié)構(gòu)上的限制，預(yù)開口量對(duì)該閥的精度有很大影響，開口量越大精度越低。
　　最后，搭建先導(dǎo)數(shù)字控制的比例節(jié)流閥實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)其動(dòng)靜態(tài)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，進(jìn)一步驗(yàn)證了該原理閥的可行性；通過改變控制信號(hào)占空比可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主